在精密檢測(cè)與醫(yī)療診斷領(lǐng)域，一顆小小的核心元件正發(fā)揮著不可替代的作用。

在超聲檢測(cè)與成像領(lǐng)域，日本TORAY東麗超聲波換能器憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和性能，已成為醫(yī)療診斷和工業(yè)無損檢測(cè)的關(guān)鍵部件。作為高頻超聲波技術(shù)的，TORAY換能器通過創(chuàng)新的材料科學(xué)與精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在醫(yī)療影像、半導(dǎo)體檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高精度探測(cè)。

01 企業(yè)背景與技術(shù)定位

日本TORAY（東麗）株式會(huì)社是的綜合性化學(xué)制造企業(yè)，在材料領(lǐng)域擁有雄厚的技術(shù)積累。其超聲波換能器產(chǎn)品線體現(xiàn)了公司材料科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)的結(jié)合。

TORAY超聲波換能器主要面向需要高精度和高可靠性的專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，包括醫(yī)療超聲診斷設(shè)備、超聲顯微鏡和工業(yè)無損檢測(cè)系統(tǒng)。

這些設(shè)備對(duì)超聲波的發(fā)射和接收性能有著極為苛刻的要求，而TORAY憑借其獨(dú)特的技術(shù)，在這一細(xì)分市場(chǎng)建立了獨(dú)特的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。

02 核心技術(shù)：P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜

TORAY超聲波換能器最核心的技術(shù)突破在于使用了專有的P(VDF-TrFE)高分子壓電材料作為傳感器的核心元件。

這種創(chuàng)新材料是一種偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物，與傳統(tǒng)壓電陶瓷相比具有多項(xiàng)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：

無需聲學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的超聲波換能器通常需要聲學(xué)透鏡來聚焦超聲波，而TORAY的P(VDF-TrFE)膜可以直接發(fā)射和接收超聲波，消除了聲學(xué)透鏡中混響引起的噪聲干擾。

這一特性使得被測(cè)物體與換能器之間的距離可以大幅拉近，從而獲得更為清晰、準(zhǔn)確的波形數(shù)據(jù)，大大提高了檢測(cè)精度。

優(yōu)異的聲阻抗匹配

P(VDF-TrFE)膜的聲阻抗接近水的聲阻抗，這意味著在液體介質(zhì)（如水體或人體組織）中傳輸超聲波時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎無損耗的能量傳輸。

這一特性使TORAY換能器特別適用于醫(yī)療診斷和水中檢測(cè)應(yīng)用，能夠提供高質(zhì)量的信號(hào)保真度。

寬廣的頻率響應(yīng)范圍

基于P(VDF-TrFE)膜的優(yōu)異特性，TORAY換能器支持廣泛的頻率范圍。根據(jù)應(yīng)用需求，TORAY可以提供從15MHz到150MHz甚至更高頻率的換能器產(chǎn)品。

這種寬廣的頻率兼容性使得技術(shù)人員可以根據(jù)不同的檢測(cè)深度和分辨率要求，選擇合適的換能器型號(hào)。

03 產(chǎn)品系列與關(guān)鍵參數(shù)

TORAY東麗超聲波換能器提供了多種型號(hào)，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。這些型號(hào)按照頻率、口徑和焦距等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)劃分。

標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列

TORAY換能器的型號(hào)命名規(guī)則直觀反映了其主要參數(shù)，以“PT頻率-口徑-焦距"的形式表示。下表列出了部分典型型號(hào)及其規(guī)格：

從表中可以看出，TORAY換能器的頻率范圍覆蓋從20MHz到100MHz，口徑從1.2mm到8mm，焦距則從1.5mm到無限遠(yuǎn)，提供了極大的選擇靈活性。

定制化能力

除了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列，TORAY還提供一定程度的定制化服務(wù)?？蛻艨梢愿鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用需求，在以下參數(shù)范圍內(nèi)定制特殊規(guī)格的換能器：

• 頻率：可以在15MHz-125MHz之間以5MHz為增量進(jìn)行調(diào)整

• 傳感器直徑：可在1.2-8mm之間定制生產(chǎn)

• 焦距：可在1.5-∞mm之間調(diào)整

• 連接器：可以選擇UHF連接器或microdot連接器

這種定制化能力使得TORAY換能器能夠適應(yīng)各種特殊的應(yīng)用環(huán)境和技術(shù)要求。

04 主要應(yīng)用領(lǐng)域

TORAY東麗超聲波換能器憑借其高精度和可靠性，在多個(gè)要求苛刻的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

醫(yī)療診斷與超聲顯微鏡

在醫(yī)療領(lǐng)域，TORAY換能器主要用于醫(yī)療超聲診斷設(shè)備中的超聲顯微鏡應(yīng)用和超聲波發(fā)射接收傳感器應(yīng)用。

超聲顯微鏡（SAM）是一種能夠以微米級(jí)分辨率對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像的先進(jìn)技術(shù)，在生物組織研究和醫(yī)療診斷中發(fā)揮著重要作用。

工業(yè)無損檢測(cè)

在工業(yè)領(lǐng)域，TORAY換能器被廣泛用于半導(dǎo)體和工業(yè)應(yīng)用中的非接觸式無損檢測(cè)傳感器。

它們能夠檢測(cè)材料內(nèi)部的微小缺陷、評(píng)估焊接質(zhì)量、測(cè)量涂層厚度，而不會(huì)對(duì)被測(cè)物體造成任何損傷，在航空航天、汽車制造等高質(zhì)量要求的行業(yè)中尤為重要。

超聲成像系統(tǒng)（SAT）

TORAY換能器還常用于超聲成像系統(tǒng)（SAT） 中，用于檢測(cè)電子元件、復(fù)合材料和其他精密部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

這些系統(tǒng)能夠生成材料內(nèi)部的高分辨率圖像，幫助工程師發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和問題。

水聽器應(yīng)用

除了發(fā)射和接收兩用型換能器，TORAY還生產(chǎn)專門用于水下聲場(chǎng)測(cè)量的水聽器，如HY05N針式水聽器和H9C大口徑水聽器。

這些水聽器可以高分辨率測(cè)量寬頻率范圍內(nèi)的超聲波，適用于水下探測(cè)、聲場(chǎng)分析等特殊應(yīng)用環(huán)境。

05 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)總結(jié)

綜合來看，TORAY東麗超聲波換能器具有以下幾項(xiàng)突出的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

• 高靈敏度和寬頻帶響應(yīng)：得益于P(VDF-TrFE)材料的優(yōu)異特性，TORAY換能器在寬頻率范圍內(nèi)都能保持高靈敏度，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性

• 靈活的定制選項(xiàng)：客戶可以根據(jù)具體應(yīng)用需求，選擇不同的頻率、口徑、焦距和連接器類型，獲得適合自身需求的解決方案

• 優(yōu)異的信噪比：無需聲學(xué)透鏡的設(shè)計(jì)消除了混響噪聲，使得檢測(cè)波形更加清晰，易于解讀和分析

• 緊湊型設(shè)計(jì)：部分型號(hào)采用超緊湊設(shè)計(jì)，如針式水聽器有效直徑僅0.5mm，適用于空間受限的應(yīng)用場(chǎng)景

06 使用注意事項(xiàng)

為了確保TORAY超聲波換能器的最佳性能和長(zhǎng)久使用壽命，用戶需要注意以下幾點(diǎn)：

• 避免機(jī)械損傷：換能器表面柔軟，容易劃傷，因此切勿直接觸摸或刮擦振動(dòng)器表面

• 使用環(huán)境限制：在空氣中使用時(shí)無法正常接收信號(hào)，需在水下使用；且產(chǎn)品沒有采取防止海水腐蝕的措施，僅限于淡水環(huán)境中使用

• 特殊應(yīng)用限制：雖然性能，但TORAY換能器不適用于核電站、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)扰c人類生命安全高度相關(guān)的設(shè)備或裝置，除非經(jīng)過特殊認(rèn)證

• 高頻衰減特性：需要注意的是，即使換能器是按特定頻率設(shè)計(jì)的，焦距越長(zhǎng)，高頻成分衰減得越多。因此在實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)檢測(cè)深度合理選擇頻率

隨著醫(yī)療診斷和工業(yè)檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)超聲波換能器的性能要求也將日益提高。TORAY東麗憑借其獨(dú)特的P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜技術(shù)，在高頻率、高精度超聲波應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)了有利位置。

未來，隨著材料科學(xué)的進(jìn)一步突破和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，TORAY超聲波換能器有望在更廣泛的頻率范圍和更多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮重要作用。